(57)【要約】【課題】  記録媒体に記録された循環器系の動画像を繰り返し再生する際に、循環器の動きを途切れなく表示するようにする。【解決手段】  特定の心電信号に対応する時相に撮像された循環器系の超音波像に印を付して前記循環器系の動画像が格納される第１の記録媒体４と、該第１の記録媒体から前記特定の心電信号を基準に少なくとも１心拍周期の間に撮像された画像を切り出して第２の記録媒体１１に格納する動画像記録画制御手段１０、１２、１３とを有してなるものとする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の心電信号に対応する時相に撮像された循環器系の超音波像に印を付して前記循環器系の動画像が格納される第１の記録媒体と、該第１の記録媒体から前記特定の心電信号を基準に少なくとも１心拍周期の間に撮像された画像を切り出して第２の記録媒体に格納する動画像記録制御手段とを有してなる超音波診断装置。
【請求項２】
前記動画像記録制御手段は、設定された心拍周期数に基づいて記録時間を設定する手段と、該記録時間に相当する前記動画像を前記第１の記録媒体から読み出して任意の記憶媒体に一端記憶させる手段と、該任意の記憶媒体に記憶された動画像をフレーム単位で順次読み出し、最初に前記特定の心電信号が付されたフレーム画像を読み出したときを基準に、前記設定された心拍周期数分のフレーム画像を抽出して前記第２の記録媒体に格納する手段とを有してなることを特徴とする請求項１に記載の超音波診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超音波診断装置に係り、特に、心臓の動画像などのように、周期的な動きを伴う循環器系の動画像を撮像するとともに、その動画像を繰り返し再生して診断に供するのに好適な超音波診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
超音波装置には、心臓などの循環器系の超音波動画像（以下単に、動画像という。）を記憶し、任意の時期にその動画像を繰り返し再生して診断に供する機能を備えたものがある。さらに、特許文献１には、ビデオテープに記録しておいた過去の心臓の動画像と、同一人の現在の心臓の動画像を同一画面に並べて表示し、両者を比較観察することにより正確な診断を行えるようにしたものが記載されている。特に、同文献によれば、心臓の動画像の対比観察をしやすくするために、ＶＴＲに記録した過去の動画像をコマ送り再生して、所望の心時相に対応する画像のときにＶＴＲを一時停止し、半導体メモリなどの動画像メモリに格納してある現在の動画像の心時相と同期を図った後、ＶＴＲを再駆動して両者の画像を同期させて再生することが行われている。
【０００３】
【特許文献１】特許第２８１３３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された従来の技術によれば、過去の動画像を任意の心時相からビデオテープに記録するとともに、任意の複数の心拍周期にわたって記録している。したがって、現在の動画像の再生と同期させるために、ＶＴＲをコマ送り再生して、所望の心時相に対応した再生開始画像を選別する必要があり、使い勝手が悪いという問題がある。
【０００５】
また、現在や過去の動画像にかかわらず、心臓などの動きを繰り返し観察して正確な診断を行うことが要望されているが、任意の心時相から記録が開始され、かつ任意の複数の心拍周期にわたって記録した場合、その記録画像を繰り返し再生すると、繰り返しの繋ぎ目において画像が途切れる場合があり、見づらいという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、記録装置に記録された循環器系の動画像を繰り返し再生する際に、循環器の動きを途切れなく表示できるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の超音波診断装置は、特定の心電信号に対応する時相に撮像された循環器系の超音波像に印を付して前記循環器系の動画像が格納される第１の記録媒体と、該第１の記録媒体から前記特定の心電信号を基準に少なくとも１心拍周期の間に撮像された画像を切り出して第２の記録媒体に格納する動画像記録画制御手段とを有してなることを特徴とする。
【０００８】
この場合において、動画像記録制御手段は、設定された心拍周期数に基づいて記録時間を設定する手段と、該記録時間に相当する前記動画像を前記第１の記録媒体から読み出して任意の記憶媒体に一端記憶させる手段と、該任意の記憶媒体に記憶された動画像をフレーム単位で順次読み出し、最初に前記特定の心電信号が付されたフレーム画像を読み出したときを基準に、前記設定された心拍周期数分のフレーム画像を抽出して前記第２の記録媒体に格納する手段とを有して構成することができる。また、特定の心電信号として、Ｒ波を用いることができる。
【０００９】
すなわち、本発明は、少なくとも１心拍の収縮から拡張にいたる動画像を切り取り、他の画像は記録に残さないようにすることを特徴とする。このようにすることにより、第２の記録媒体に格納された動画像を繰り返し再生すると、特定の心電信号に対応した心時相の画像から再生が開始され、少なくとも１心拍周期分の動画像が再生される。したがって、第２の記録媒体の動画像を単にループ再生するだけで、周期的な動きを有する循環器の動きを途切れなく繰り返し表示できるので、正確な診断に寄与することができ、かつ使い勝手に優れたものにできる。
【００１０】
また、例えば、リアルタイムで撮像して表示されている循環器系の動画像に対比させて表示する場合でも、心電計などから出力される特定の心電信号に同期させて、第２の記録媒体から動画像を読み出して画像表示することにより、自ずと同期が取れた対比画像を表示することができる。つまり、再生画像の心時相の範囲設定などの選択を行うことなく、同期させた対比観察を実現可能であるから、操作が簡単で極めて使い勝手をよくすることができる。さらに、診断に必要な対比画像を迅速に表示させることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、記録媒体に記録された循環器系の動画像を繰り返し再生する際に、循環器の動きを途切れなく表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を添付図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る超音波診断装置の一実施の形態のブロック構成図である。図１に示すように、超音波の探触子１は、超音波送受信回路２から出力される超音波信号によって駆動され、図示していない被検者に超音波ビームを照射するとともに、被検者から発生する反射エコーを受信して超音波送受信回路２に出力するように構成されている。超音波送受信回路２により受信された反射エコー信号は、増幅、検波、整相等の受信処理が施され、受信ビームラインに対応した１次元の反射エコー信号として超音波信号変換部３に入力される。超音波信号変換部３は、入力される１次元の反射エコー信号に基づいて受信ビームラインに対応した超音波像を順次再構成し、２次元の超音波像をビデオメモリ４に格納するようになっている。ビデオメモリ４は、いわゆるフレームメモリであり、２次元の超音波像をフレーム単位で記憶する、例えば半導体メモリで構成されている。ビデオメモリ４に格納された超音波像は、適宜読み出されて画像表示部５のモニタ画面に表示される。画像表示部５は、ビデオメモリ４に格納された超音波像に加えて、各種画像パラメータやユーザーが入力したコメント等の文字・グラフィックスを表示するようになっている。これらの超音波送受信回路２、超音波信号変換部３、ビデオメモリ４及び画像表示部５の動作は、それぞれ中央演算処理装置（ＣＰＵ）６の主制御部９により制御されるようになっている。ＣＰＵ６には操作パネル７が接続され、操作パネル７から必要な操作指令が入力されるようになっている。操作パネル７は、キーボードや各種スイッチ、トラックボール、マウス等で構成されている。また、ＣＰＵ６には心電計８から被検者の心電波形のＲ波を検出した心電信号が入力されている。ＣＰＵ６は、ビデオメモリ４を制御して、Ｒ波検出信号が入力されたタイミングに撮像された２次元画像にトリガマークを付すようになっている。このトリガマークは、超音波像と合成された形でビデオメモリ４に格納されるとともに、画像表示部５に表示されるようになっている。
【００１３】
次に、本発明の特徴部に係る動画像記録制御手段の構成について説明する。基本的に、動画記録処理部１０は、ＣＰＵ６の記録時間設定処理部１２から指定される記録時間分の動画像をビデオメモリ４から読み出して動画記録部１１に格納する。また、記録画像抽出処理部１３はＣＰＵ６により指定される設定心拍周期分の動画像を動画記録部１１から切り出して、再び動画像記録部１１に上書きするか、又は動画像記録部１１の別の領域（ファイル）に格納するようになっている。動画像記録部１１に記録された動画像は、画像表示部５により読み出されて表示されるようになっている。なお、動画記録部１１は、本実施形態ではディスク型の記録媒体を用いるが、これに限られるものではない。
【００１４】
このように構成される本発明の動画像記録制御手段の詳細な構成を動作とともに説明する。まず、心臓の断層像（Ｂモード像）を通常の撮像操作により撮像して得られる動画像を例に説明する。探触子１を被検者に当てて撮像を開始すると、超音波信号変換部３から心臓のＢモード像が所定のフレームレートでビデオメモリ４に格納される。このとき、Ｒ波検出信号が入力されたタイミングに撮像されたＢモード像にトリガマークが記録される。
【００１５】
次に、繰り返し観察したい動画像を動画記録部１１に記録する場合、あるいは、心臓の診断画像としての動画像を動画記録部１１に記録する本実施形態の特徴について、図２〜図４を参照して説明する。図２は、動画記録部１１に動画像を記録する処理手順を示すフローチャートであり、図３と図４は動作を説明するタイミングチャートである。
【００１６】
操作者が動画記録部１１への動画像記録を開始する指令をすることにより、図２のフローチャートが起動される。本フローでは、超音波診断装置においてＲ波を使って心臓の診断を行う場合を前提としている。まず、操作者は、ステップＳ１にて操作パネル７から記録すべき心拍周期数Ｎ（Ｎは、自然数）を設定し、ステップＳ２にて操作パネル７を操作して記録開始指令を入力する。これにより、ステップＳ３にて記録時間設定処理部１２が動作し、心電計８から入力されるＲ波検出信号に基づいて記録開始時の被検者の心拍数ｎ（ｎは、１分間あたりの心拍数）を計測する。さらに、設定心拍周期数Ｎに基づいて最適な記録時間Ｔ（秒）を、例えば、次式（１）により計算する。
【００１７】
Ｔ＝（６０／ｎ）×（Ｎ＋ｋ）                                  （１）
ここで、ｋは、不整脈及び記録開始とＲ波検出信号のタイミングのずれを考慮した余裕分（整数）である。
【００１８】
このｋの設定方法について、図３を参照して説明する。図３（ａ）は不整脈を考慮した余裕分を説明する図であり、横軸は時間（秒）を示し、Ｒ波検出信号２１が図示タイミングで入力されている。まず、設定心拍周期数Ｎに対応する動画像を記録する場合の記録時間Ｔは、心拍数ｎと心拍周期が固定されていれば、Ｔ＝（６０／ｎ）×Ｎである。いま、２心拍周期分の動画像を記録する場合を例に示すと、Ｎ＝２であるから、記録時間Ｔは図３（ａ）の符号２２で示した時間になる。しかし、心拍数は常に一定とは限らず、不整脈などで心拍数が低くなってＲ波検出信号が符号２３のようにずれる場合がある。この場合、Ｔ＝（６０／ｎ）×Ｎの時間だけ動画像を記録しても、所望の２心拍周期分の画像は収まらなくなる。そこで、本実施形態では、同図の符号２４に示すように、設定心拍周期数Ｎに1心拍周期だけ余分に記録時間を設定することで、心拍数が変動しても設定心拍周期数分の画像を記録できるようにしている。
【００１９】
また、図３（ｂ）は、記録開始とＲ波検出信号のタイミングのずれを考慮した余裕分を説明する図であり、横軸は時間（秒）を示し、Ｒ波検出信号２１が図示タイミングで入力されている。記録を行う際に、記録時間Ｔの開始タイミングを任意にすると、記録開始とＲ波検出信号とが必ずしも同図の符号２５に示すように一致せずに、同図の符号２６のように途中から記録を開始する場合がある。この場合、設定心拍周期数Ｎの時間だけ記録しても、Ｒ波に同期した所望の心拍周期数分の画像は収まらなくなる。そこで、本実施形態では、同図の符号２７に示すように、設定心拍周期数Ｎに1心拍周期だけ余分に記録時間を設定することで、記録開始とＲ波が同期した設定心拍周期数分の画像を記録できるようにしている。これらのことから、本実施形態の場合は、ｋ＝２を採用している。
【００２０】
このようにして記録時間設定処理部１２において求められた記録時間Ｔは、動画記録処理部１０に入力されると、動画記録処理部１０はステップＳ４にて記録時間Ｔに相当するＢモード像をビデオメモリ４から読み出して、動画記録部１１に保存する。つまり、図４（ｂ）に示すように、ビデオメモリ４に格納されている複数のフレーム画像３１からなる動画像から、図４（ｃ）に示す記録時間Ｔに対応するフレーム数ｍの動画像が読み出され、動画記録部１１に記録される。なお、図４（ａ）は、Ｒ波検出信号２１のタイミングチャートである。また、Ｒ波検出信号２１に一致して撮像されたフレーム画像には、図４（ｂ）中に黒塗り四角で表すＲ波のトリガマーク３２が付されている。
【００２１】
次に、図２のステップＳ５〜Ｓ１３にて、設定心拍周期数Ｎに一致した動画像を抽出して動画記録部１１に記録する記録画像抽出処理部１３の特徴処理について説明する。まず、記録画像抽出処理部１３は、記録開始ｔ０の時点から最も近い設定心拍周期数Ｎの画像を抽出するため、動画記録部１１に記録した画像の先頭フレームから走査を開始する。具体的には、ステップＳ５にて走査フレームとして1番目（先頭）のフレームを指定する。次に、ステップＳ６にて現在の走査フレーム番号に対応する画像を動画記録部１１から取り出す。そして、ステップＳ７にてステップＳ６で得た画像にＲ波のトリガマークが存在するかどうかを判別する。Ｒ波トリガマークが存在しない場合、ステップＳ１４を介してステップＳ８に移り、走査フレーム番号に「１」を加えることにより次のフレームを指定する。一方、Ｒ波トリガマークが存在する場合は、ステップＳ９に移り最初のＲ波トリガマークかどうかをチェックする。最初のＲ波トリガマークの場合は、ステップＳ１０にて抽出開始フレームとして現在の走査フレームをセットする。また、最初のＲ波トリガマークではない場合は、ステップＳ１１に移り設定心拍周期数Ｎ番目のＲ波トリガマークかどうかをチェックする。ステップＳ１１にて設定心拍周期数Ｎ番目のＲ波トリガマークであると判断された場合は、ステップＳ１２にて抽出完了フレームとして、現在の走査フレームの１つ前のフレームをセットする。これにより、抽出完了フレームがセットされたら、ステップＳ１３にて抽出開始フレームから抽出完了フレームまでの画像を最終的な記録動画像として、動画記録部１１に別ファイルとして保存する。
【００２２】
一方、最初のＲ波トリガマークでもなく、かつ設定心拍周期数Ｎ番目のＲ波トリガマークでもない場合は、ステップＳ１４にて、最終フレームかどうかチェックし、最終フレームでなければステップＳ８へ移り次のフレームを走査する。また、ステップＳ１４の判断が最終フレームの場合は、設定心拍周期数ＮのＲ波検出信号が検出できなかったことになるから、検出エラーを画像表示部５に表示して操作者に通知する。
【００２３】
このように、本実施形態の記録画像抽出処理部１３は、最初にＲ波トリガマークが見つかるまでの部分の動画像を削除し、設定心拍周期数Ｎの区間は動画記録部１１に保存し、それ以降の部分の動画像を削除する処理を行う。
【００２４】
その結果、本実施形態によれば、操作者が所望の心拍周期数Ｎを設定して心臓のＢモード像を撮像することにより、自動的に設定された心拍周期数の動画像が動画記録部１１に記録される。しかも、記録される動画像はＲ波を基準にした心拍周期に同期する動画像であるから、動画記録部１１に記録された動画像を繰り返し再生して画像表示部５に表示することにより、連続的で切れ目のない心臓の動きの動画像を表示することができる。その結果、正確な診断に寄与することができる。
【００２５】
また、動画記録部１１に記録される動画像は、Ｒ波に同期させた心拍周期数分の動画像であるから、その後に撮像した同一人の心臓のＢモード像と対比観察する際に、リアルタイムで撮像される心臓の動画像のＲ波検出信号に同期させて動画記録部１１の動画像の再生を開始するだけで、心臓の拡張及び収縮の態様を同一心時相にて対比観察することができる。
【００２６】
しかも、動画記録部１１には、必要最小限の量の動画像を記録すればよいから、記憶容量を節約することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施の形態の超音波診断装置のブロック構成図である。
【図２】本発明の特徴部に係る動画記録処理及び動画抽出処理の一実施の形態の手順を表すフローチャートである。
【図３】不整脈及び記録開始とＲ波検出信号のタイミングのずれを考慮して記録時間を設定する処理を説明する図である。
【図４】本発明の特徴に係る動画抽出処理の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  探触子
２  超音波送受信回路
３  超音波信号変換部
４  ビデオメモリ
５  画像表示部
６  ＣＰＵ
７  操作パネル
８  心電計
９  主制御部
１０  動画記録処理部
１１  動画記録部
１２  記録時間設定処理部
１３  記録画像抽出処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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